Osnovni princip uparjalnika MVR

MVR evaporator je okrajšava za mehansko kompresijo pare v angleščini. MVR je tehnologija, ki ponovno uporabi energijo, ustvarjeno z lastno sekundarno paro, da zmanjša povpraševanje po zunanji energiji.
Sekundarna para, potem ko jo stisne kompresor, povečata tlak in temperaturo, temu primerno se poveča tudi entalpija. Pošlje se v grelno komoro uparjalnika kot ogrevalna para, ki se uporablja kot ustvarjanje pare za vzdrževanje stanja izhlapevanja tekočine materiala. Grelna para sama prenaša toploto na sam material in ga kondenzira v vodo. Na ta način se para, ki je bila prvotno odpadna, v celoti izkoristi, latentna toplota se povrne, toplotna učinkovitost pa se izboljša.
Že v šestdesetih letih prejšnjega stoletja sta Nemčija in Francija to tehnologijo uspešno uporabili v panogah, kot so kemična, farmacevtska, papirna, čiščenje odpadne vode in razsoljevanje morske vode.
Delovni proces vključuje stiskanje nizkotemperaturne pare skozi kompresor, povečanje temperature in tlaka, povečanje entalpije in nato vstop v izmenjevalnik toplote za kondenzacijo, da se v celoti izkoristi latentna toplota pare. Razen pri zagonu ni potrebe po ustvarjanju pare med celotnim postopkom izhlapevanja.
Pri procesu multiefektivnega izhlapevanja se sekundarna para določenega učinka v uparjalniku ne more neposredno uporabiti kot primarni vir toplote, temveč se lahko uporablja le kot sekundarni oz. sekundarni vir toplote. Kot primarni vir toplote je treba zagotoviti dodatno energijo za zvišanje njegove temperature (tlaka). Črpalka s parnim curkom lahko stisne le del sekundarne pare, medtem ko lahko uparjalnik MVR stisne vso sekundarno paro v uparjalniku.
Raztopina kroži v uparjalniku s padajočim filmom skozi obtočno črpalko materiala znotraj grelne cevi. Začetno paro segreva sveža para zunaj cevi, ki segreva in vre raztopino, da proizvede sekundarno paro. Nastalo sekundarno paro vsesa ventilator s turbinskim polnilnikom, po tlaku pa se temperatura sekundarne pare poveča. Služi kot vir ogrevanja in vstopi v grelno komoro za ciklično izhlapevanje. Po normalnem zagonu turbo kompresor vsesa sekundarno paro, ki je pod pritiskom in se pretvori v ogrevalno paro, ki nenehno kroži in izhlapeva. Izhlapela voda se sčasoma spremeni v kondenzat in se odvaja.
Zaradi stroškovnih razlogov se enostopenjski centrifugalni kompresorji in visokotlačni ventilatorji pogosto uporabljajo v mehanskih sistemih za rekompresijo pare. Zato je naslednja razlaga za to vrsto oblikovanja. Centrifugalni kompresor je naprava za regulacijo prostornine, ki vzdržuje skoraj konstanten volumenski pretok ne glede na sesalni tlak. Sprememba masnega pretoka je sorazmerna z absolutnim sesalnim tlakom.
Kompresijski cikel enostopenjskega centrifugalnega kompresorja je prikazan v entropijskem diagramu entalpije. Potrebna moč za enostopenjski centrifugalni kompresor:
Na primer, stiskanje nasičene vodne pare iz uparjalnika iz sesalnega stanja p1=1,9 bar, t1=119 stopinj na p2=2,7 bar, t2=161 stopinj ( kompresijsko razmerje Π= 1.4). Kompresijski cikel sledi politropski krivulji 1-2, s čimer se poveča specifična entalpija pare Δ HP. Za specifično entalpijo h2 pare vstopi v grelec uparjalnika pri tej temperaturi preko enačbe notranjega izkoristka (izentropskega izkoristka) kompresorja. Glede na količino vdihane pare, kg/h. HP enota spremenljivo (efektivno) kompresijsko delo, kJ/kg. Hs enota izentropsko kompresijsko delo, kJ/kg.
Izentropski izkoristek (notranji izkoristek) kompresorja je med drugimi dejavniki odvisen od politropskega indeksa enote spremenljivke kompresijskega dela hp κ in molske mase M vdihanega plina, kot tudi od temperature vdihavanja in zahtevanega dviga tlaka. Za dejansko sklopno moč glavnega motorja (elektromotor, plinski motor, turbina itd.) se upošteva večja rezerva mehanskih izgub. Enostopenjski centrifugalni kompresor z rotorjem iz standardnih materialov lahko doseže dvig tlaka vodne pare s kompresijskim faktorjem 1,8. Če se uporabljajo materiali višje kakovosti, kot je titan, lahko kompresijski faktor doseže do 2,5. Na ta način je končni tlak p2 1,8-kratnik sesalnega tlaka p1 ali največ 2,5-kratnik, kar ustreza povečanju temperature nasičene pare za približno 12-18K, z največjim dvigom temperature do 30K , odvisno od sesalnega tlaka. Kar zadeva tehnologijo izparevanja, je običajna praksa, da se njen tlak predstavi na podlagi ustrezne temperature vrelišča vode. Na ta način je efektivna temperaturna razlika neposredno predstavljena.
Princip mehanske rekompresije pare
Oprema za izhlapevanje je kompaktna, zavzema majhno površino in zahteva majhen prostor. Lahko tudi odpravi hladilni sistem. Za obstoječe tovarne, ki zahtevajo razširitev opreme za izhlapevanje za oskrbo s paro, nezadostno zmogljivost oskrbe z vodo in premalo prostora, zlasti v situacijah, ko nizkotemperaturno izhlapevanje zahteva kondenzacijo ohlajene vode, lahko doseže tako prihranke pri naložbah kot dobre učinke varčevanja z energijo.